전자기 스펙트럼

우리 인간은 눈에 빛을 포착하고 메시지를 뇌에 전달하여 우리가 보고 있는 것의 이미지를 생성하는 능력을 발전시켜 왔습니다. 우리는 이런 일을 하는 최초의 종이 아니며 유일한 종이 아닙니다. 눈은 수억 년 동안 지구상에 존재해 왔습니다. 대부분의 유기체의 눈은 매우 특정한 유형의 빛을 볼 수 있도록 진화했습니다. 우리는 이 빛을 가시광선이라고 부르는데, 이름에서 알 수 있듯이 우리 눈이 볼 수 있는 빛입니다. 그러나 그것은 바깥의 유일한 빛이 아닙니다. 우주에는 모든 형태의 빛을 담고 있는 스펙트럼이 존재합니다. 전자기 스펙트럼이라고 불리는 이 스펙트럼은 전파로 시작하여 감마선으로 끝납니다.

다양한 형태의 빛은 다양한 파장을 특징으로 합니다. 소리와 마찬가지로 빛도 파동으로 이동하며, 파동의 길이에 따라 빛의 에너지가 결정됩니다. 파장이 길수록 에너지는 낮아집니다. 파장이 짧을수록 에너지는 높아집니다. 파장이 짧은 빛은 개별 파동 사이의 거리가 더 짧기 때문에 더 높은 주파수를 갖게 됩니다. 파장이 긴 빛은 파동의 정점 사이의 거리가 더 길기 때문에 주파수가 더 낮습니다. 이것을 시각화하는 쉬운 방법은 바다의 파도를 생각하는 것입니다. 파동의 정점 사이의 거리가 짧으면 짧은 시간 동안 더 많은 파동에 부딪히게 되어 파동의 주파수가 높아집니다. 파동 마루 사이의 거리가 더 길면 더 오랜 시간 동안 더 적은 수의 파동에 부딪히게 되고 따라서 파동의 주파수도 낮아집니다.

파장의 차이는 색상으로도 변환됩니다. 긴 파장은 빨간색으로 이동하고 짧은 파장은 파란색으로 이동합니다. 무지개를 볼 때마다 이러한 차이점이 시각적으로 표현되는 것을 보게 됩니다. 전파의 파장이 가장 길고, 그 다음이 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 순입니다. 더 멀리 움직일수록 빛의 에너지는 더 높아집니다.

우리 태양이 방출하는 빛은 전자기 스펙트럼의 가시광선 부분에서 최고조에 이릅니다. 따라서 우리의 눈과 대부분의 다른 눈이 오직 이 파장의 빛만 볼 수 있도록 진화했다는 것은 그다지 놀라운 일이 아닙니다. 그러나 이는 우리의 눈이 다른 파장의 빛을 볼 수 없다는 의미이기도 합니다. 실제로 스펙트럼의 눈에 보이는 부분은 전자기 스펙트럼 전체 영역의 0.0035%에 불과합니다. 우리의 눈은 전자기 스펙트럼의 99.9965%를 볼 수 없습니다. 이는 거의 100%의 빛이 우리 눈에 전혀 보이지 않는다는 것을 의미합니다. 우리는 아주 작은 빛의 조각만을 볼 수 있지만, 그것만으로도 지구상의 대부분의 생명체에게는 충분합니다.

다양한 프로세스와 이벤트에 의해 다양한 파장의 빛이 생성됩니다. 낮은 에너지 이벤트는 더 긴 파장의 빛을 생성하는 반면, 높은 에너지 이벤트는 더 짧은 파장의 빛을 생성합니다. 실제로 우주에는 우리 눈이 볼 수 있는 파장의 빛을 방출하는 물질이 거의 없습니다. 성간 구름 깊은 곳에서 별의 형성을 관찰하려면 적외선으로 보아야 합니다. 왜냐하면 적외선의 더 긴 파장은 밀도가 높은 별 물질로 이루어진 구름을 통과할 수 있기 때문입니다. 그렇지 않으면 전체 프로세스가 보이지 않습니다. 강력한 초신성에서 별이 폭발하는 것을 보려면 자외선이나 감마선과 같은 더 짧은 파장의 빛으로 별을 보아야 합니다. 그렇지 않으면 별이 보이지 않습니다. 우리의 눈은 별의 탄생과 죽음을 볼 수 없습니다. 그러나 인류는 이러한 문제를 극복하는 데 매우 영리했습니다. 우리의 혁신적인 사고 방식을 통해 우리는 다른 파장의 빛을 포착하고 볼 수 있는 필터와 탐지기를 만들 수 있었습니다. 우리의 기술을 사용하여 이제 우리는 빛의 모든 파장에서 우주를 볼 수 있습니다. 그러나 단지 눈을 사용한다는 것은 여전히 ​​우리가 우주를 보지 못한다는 것을 의미합니다. 비록 우리의 눈이 그것의 대부분을 볼 수는 없지만 자연이 얼마나 놀라운지는 정말 놀랍습니다.